喷油器密封环可靠性测试装置及方法

摘要

本发明公开了一种喷油器密封环可靠性测试装置及方法，包括一对压板、设置有轴肩的喷油器模拟件以及设置有台阶安装面、止推面和安装孔的密封环。本发明包括冷热交变测试方法步骤及高温振动耐久测试方法步骤。本发明价优简化的设计有效地模拟了当喷油器及密封环安装于发动机气阀室上之后在复杂工况中的高温振动以及高低温严酷环境情况，同时检查了测试样品在预定的高温振动条件和高低温条件下的工作性能适应性。

权利要求

1.一种喷油器密封环可靠性测试装置的高温振动耐久测试方法，所述装置包括一对压板(32)、设置有轴肩(21)的喷油器模拟件(2)以及设置有台阶安装面(33)、止推面(35)和安装孔(36)的密封环(3)，所述喷油器模拟件(2)位于安装孔(36)内，所述压板(32)的一端通过压板螺栓(31)固定于台阶安装面(33)上，所述压板(32)的另一端与轴肩(21)的上端面贴合，所述止推面(35)与轴肩(21)的下端面贴合，所述压板(32)的另一端与轴肩(21)的上端面之间设有单面硫化橡胶层(37)，所述安装孔(36)内壁设有与喷油器模拟件(2)配合的密封圈(34)，所述喷油器模拟件(2)的内部为实心，所述喷油器模拟件(2)的顶部设有螺纹孔(22)；其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

011、把喷油器模拟件(2)中与密封环(3)连接的这一部分的外形尺寸制作成实际喷油器的外形尺寸，使喷油器模拟件(2)的总长度小于实际喷油器的总长度，使喷油器模拟件(2)的总重量等于实际喷油器的总重量；

012、使用第一工装支架紧固螺栓(5)与喷油器模拟件(2)顶部的螺纹孔(22)配合，将所述的喷油器密封环可靠性测试装置安装在紧固工装支架(6)上，记录压板螺栓(31)力矩；

013、将步骤012中安装好的喷油器密封环可靠性测试装置和紧固工装支架(6)整体置于振动试验机(4)内并通过第二工装支架紧固螺栓(7)固定；

014、接通振动试验机(4)的电源，将振动试验机(4)内温度稳定于90℃；

015、设置四种测试工况，在每种测试工况下依次按上下方向进行单一的正弦振动；

016、关闭振动试验机(4)的电源，向密封环(3)内注入煤油，观察密封环(3)内煤油是否渗漏，如果渗漏返回上一步，如果不渗漏转下一步；

017、测量压板螺栓(31)的力矩，如果高温振动后的力矩为原始力矩的60％或60％以上，转下一步，如果小于60％返回上一步；

018、冷却后观察压板(32)是否断裂，观察单面硫化橡胶层(37)是否出现裂纹。

说明书

喷油器密封环可靠性测试装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及喷油器密封环检测技术领域，具体为一种喷油器密封环可靠性测试装置及方法。

背景技术

[0002] 外置式喷油器的密封环的作用是实现喷油器与气阀室罩盖之间的密封，密封环通过压板稳固地连接到喷油器上与喷油器构成整体。通过压板的单面硫化橡胶层的压缩变形限制喷油器的轴向窜动，密封环内部的密封圈压缩变形，紧贴喷油器轴面实现径向密封。在发动机复杂工况条件下使用的喷油器及其密封环，需要同时考核密封环对喷油器的可靠性，包括在高温振动以及冷热交变条件下，压板和密封圈对喷油器的安装功能及密封性能。但是现有的测试装置均采用实际的喷油器和密封环进行测试，测试方法也大多采用手动或测试工况环境单一，不但测试成本高，而且测试精确率不是很高。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了克服上述不足提供一种喷油器密封环可靠性测试装置及方法。

[0004] 一种喷油器密封环可靠性测试装置，包括一对压板、设置有轴肩的喷油器模拟件以及设置有台阶安装面、止推面和安装孔的密封环，所述喷油器模拟件位于安装孔内，所述压板的一端通过压板螺栓固定于台阶安装面上，所述压板的另一端与轴肩的上端面贴合，所述止推面与轴肩的下端面贴合，所述压板的另一端与轴肩的上端面之间设有单面硫化橡胶层，所述安装孔内壁设有与喷油器模拟件配合的密封圈，所述喷油器模拟件的内部为实心，所述喷油器模拟件的顶部设有螺纹孔。

[0005] 一种喷油器密封环可靠性测试装置的冷热交变测试方法包括以下步骤：001、把喷油器模拟件中与密封环连接的这一部分的外形尺寸制作成实际喷油器的外形尺寸，使喷油器模拟件的总长度小于实际喷油器的总长度，使喷油器模拟件的总重量等于实际喷油器的总重量；002、将所述的喷油器密封环可靠性测试装置水平放置于高低温交变试验箱内置的托盘上，将托盘水平放置于高低温交变试验箱的中心位置，不可接触高低温交变试验箱的四周；003、接通高低温交变试验箱的电源，在1min内使箱内温度从室温降到-40℃，稳定1小时后，在1min内从-40℃升到100℃，稳定1小时，至此完成了一个循环，完成冷热交变循环10次。

[0006] 一种喷油器密封环可靠性测试装置的高温振动耐久测试方法包括以下步骤：011、把喷油器模拟件中与密封环连接的这一部分的外形尺寸制作成实际喷油器的外形尺寸，使喷油器模拟件的总长度小于实际喷油器的总长度，使喷油器模拟件的总重量等于实际喷油器的总重量；012、使用工装支架紧固螺栓与喷油器模拟件顶部的螺纹孔配合，将所述的喷油器密封环可靠性测试装置安装在紧固工装支架上，记录压板螺栓力矩；013、将步骤012中安装好的喷油器密封环可靠性测试装置和紧固工装支架整体置于振动试验机内并通过工装支架紧固螺栓固定；014、接通振动试验机的电源，将振动试验机内温度稳定于90℃；015、设置四种测试工况，在每种测试工况下依次按上下方向进行单一的正弦振动；016、关闭振动试验机的电源，向密封环内注入煤油，观察密封环内煤油是否渗漏，如果渗漏返回上一步，如果不渗漏转下一步；017、测量压板螺栓的力矩，如果高温振动后的力矩为原始力矩的60％或60％以上，转下一步，如果小于60％返回上一步；018、冷却后观察压板是否断裂，观察单面硫化橡胶层是否出现裂纹。

[0007] 本发明价优简化的设计有效地模拟了当喷油器及密封环安装于发动机气阀室上之后在复杂工况中的高温振动以及高低温严酷环境情况，同时检查了测试样品在预定的高温振动条件和高低温条件下的工作性能适应性。另外，本发明能够达到以下主要目的：1、测试结果指导密封环机械结构的设计优化；2、结构可靠性结合测试结果，得出结构可靠性的评判结论。本方法可以检测喷油器密封环的零部件在高温振动耐久测试以及高低温交替条件下是否有断裂、松脱或功能失效情况，以确保其在实际应用中的长期正常稳定工作。

附图说明

[0008] 图1为本发明冷热交变测试状态示意图；

[0009] 图2为喷油器密封环可靠性测试装置结构示意图；

[0010] 图3为高温振动耐久测试状态示意图；

[0011] 图4为喷油器模拟件与密封环安装在紧固安装支架上的结构示意图。

具体实施方式

[0012] 下面结合附图及实施例进一步说明本发明。

[0013] 实施例：本发明一种喷油器密封环可靠性测试装置，包括一对压板32、设置有轴肩21的喷油器模拟件2以及设置有台阶安装面33、止推面35和安装孔36的密封环3，其特征在于：所述喷油器模拟件2位于安装孔36内，所述压板32的一端通过压板螺栓31固定于台阶安装面33上，所述压板32的另一端与轴肩21的上端面贴合，所述止推面35与轴肩21的下端面贴合，所述压板32的另一端与轴肩21的上端面之间设有单面硫化橡胶层37，所述安装孔36内壁设有与喷油器模拟件2配合的密封圈34，所述喷油器模拟件2的内部为实心，所述喷油器模拟件2的顶部设有螺纹孔22。

[0014] 本发明冷热交变测试方法包括以下步骤：001、把喷油器模拟件2中与密封环3连接的这一部分的外形尺寸制作成实际喷油器的外形尺寸，使喷油器模拟件2的总长度小于实际喷油器的总长度，使喷油器模拟件2的总重量等于实际喷油器的总重量；002、将所述的喷油器密封环可靠性测试装置水平放置于高低温交变测试箱1内置的托盘11上，将托盘11水平放置于高低温交变测试箱1的中心位置，不可接触高低温交变测试箱1的四周；003、接通高低温交变测试箱1的电源，在1min内使箱内温度从室温降到-40℃，稳定1小时后，在1min内从-40℃升到100℃，稳定1小时，至此完成了一个循环，完成冷热交变循环10次。

[0015] 冷热交变测试目的是在高温和低温条件下，考核密封环对喷油器的安装及密封功能。喷油器模拟件2是根据喷油器实际外形尺寸加工而成，制作喷油器模拟件2的目的是节约测试成本，简化加工。因此，喷油器模拟件2内部为实心结构而无喷油器的油道结构，外部结构保留喷油器与密封环的连接部分，喷油器模拟件2的总体长度小于喷油器的实际长度，但需要保证简化的喷油器模拟件2重量与喷油器的实际重量相当。高低温交变测试箱1的技术参数如下：工作电压：AC380V±10％，50Hz；额定功率：12kW；测试箱温度范围：-40℃～130℃；温度精度：±1℃。测试条件如下：低温：-40℃×1hr；高温：100℃×1hr；循环次数：10次，可以采用重庆威尔试验设备有限公司生产的型号为HRT405E的设备。

[0016] 高温振动耐久测试方法包括以下步骤：011、把喷油器模拟件2中与密封环3连接的这一部分的外形尺寸制作成实际喷油器的外形尺寸，使喷油器模拟件2的总长度小于实际喷油器的总长度，使喷油器模拟件2的总重量等于实际喷油器的总重量；012、使用工装支架紧固螺栓5与喷油器模拟件2顶部的螺纹孔22配合，将所述的喷油器密封环可靠性测试装置安装在紧固工装支架6上，记录压板螺栓31力矩；013、将步骤012中安装好的喷油器密封环可靠性测试装置和紧固工装支架6整体置于振动测试机4内并通过工装支架紧固螺栓7固定；014、接通振动测试机4的电源，将振动测试机4内温度稳定于90℃；015、设置四种测试工况，在每种测试工况下依次按上下方向进行单一的正弦振动；016、关闭振动测试机4的电源，向密封环3内注入煤油，观察密封环3内煤油是否渗漏，如果渗漏返回上一步，如果不渗漏转下一步；017、测量压板螺栓31的力矩，如果高温振动后的力矩为原始力矩的60％或60％以上，转下一步，如果小于60％返回上一步；018、冷却后观察压板32是否断裂，观察单面硫化橡胶层37是否出现裂纹。

[0017] 高温振动耐久测试目的是在高温振动、负载条件下，考核密封环(重点是压板和密封圈)对喷油器的安装及密封功能。喷油器模拟件2是根据喷油器实际外形尺寸加工而成，制作喷油器模拟件2的目的是节约测试成本，简化加工。因此，喷油器模拟件2内部为实心结构而无喷油器的油道结构，外部结构保留喷油器与密封环的连接部分，喷油器模拟件2的总体长度小于喷油器的实际长度，但需要保证简化的喷油器模拟件2重量与喷油器的实际重量相当。喷油器模拟件2的顶部的螺纹孔22用于固定在紧固工装支架6上。振动测试机4的技术参数如下：工作电压：三相380V±10％，50Hz；额定功率：16kW；振动测试机内温度：90℃；温度波动值：±1℃；温度精度：±1℃；振动频率：1～2000Hz；振动方式：扫频，随机，正弦，定频，可以采用苏州苏试试验仪器股份有限公司生产的型号为DC-1000-15的设备。紧固工装支架6应具有足够的刚度，以确保振动台的运动正确地传递至喷油器模拟件及密封环的测试样件。安装板质量对称分布，以减少振动台的不平衡载荷。

[0018] 振动方式：按照喷油器在发动机的实际安装状态为基准，按上下方向进行单一的正弦振动。本实施例测试共有四种测试工况，对应的加速度(载荷)、频率及次数等振动参数如下：

[0019]

[0020] 本实施例测试结果如下：

[0021] 1)在高温状态向密封环3内注入煤油，室温静置72小时，无渗漏。

[0022] 2)压板螺栓31的力矩：

[0023]

[0024] 3)拆解螺栓，目测压板32无断裂，单面硫化橡胶层37和密封圈34完好。